Zastosowanie kryptonowego elektronicznego balastu

Streszczenie: Niniejszy artykuł przedstawia zasady działania i zalety elektronicznego balastu (nowe produkty oświetleniowe przyjazne środowisku). Następnie opisano elektroniczny balast opracowany przez naszą firmę, wskazując problemy wymagające uwagi w procesie projektowania. Istnieją również pewne praktyczne problemy, które należy rozwiązać w przyszłości.

Słowa kluczowe: Zielone oświetlenie, elektroniczny balast dla lampy HID

I. Wstęp

Ze względu na zalety oszczędności energii, małych rozmiarów, lekkich i wysokiej niezawodności, elektroniczny balast jest szeroko stosowany do kooperacji z kompaktową lampą fluorescencyjną, lampą słoneczną i zintegrowaną lampą. Osiągnięto bardzo dobry efekt ekonomiczny i społeczny. Wraz z ciągłym rozwijaniem się techniki elektronicznej, niezawodność elementów elektronicznych również wzrosła, a koszt zmniejszył się znacznie. Elektroniczny balast będzie ważnym elementem inżynierii zielonego oświetlenia.

Lampa HID to źródło światła o wysokiej wydajności i jest powszechnie stosowane na rynku międzynarodowym. W zeszłym roku w samym Chinach wyprodukowano 14 800 000 lamp MH i HPS. Ponadto, wraz z rosnącą liczbą inwestycji budowlanych, roczne zapotrzebowanie na lampy HID również wzrośnie. Dlatego projektowanie odpowiednich elektrycznych akcesoriów do lampy HID jest bardzo ważne. Użycie elektronicznego balastu jest najlepszym rozwiązaniem ze względu na dobry stosunek wydajności do kosztu. Niniejszy artykuł przedstawi główne cechy techniczne oraz zastosowania elektronicznego balastu, a także omówi sposoby promocji zastosowań elektronicznych balastów dla lamp HID.

• Główne zalety elektronicznego balastu

  • Wydzielny efekt oszczędności energii:

※ W porównaniu z tradycyjnym elektromagnetycznym balastem w tych samych warunkach i przy tej samej jasności, elektroniczny balast dla lamp HID zmniejszy zużycie mocy o ponad 10%, ponieważ elektroniczny balast używa prądu o wysokiej lub niskiej częstotliwości oraz fali prostokątnej do zapalenia lampy, co powoduje wysoką efektywność oświetleniową układu.

※ Strata elektronicznego balastu produkowanego przez naszą firmę jest niska, wydajność 400 W elektronicznego balastu może osiągnąć 93% lub więcej.

• Współczynnik mocy jest wysoki i może osiągnąć 0.99, a to zwiększa zdolność dostarczania energii oraz obniża straty przesyłowe dla elektrowni.

• Ze względu na to, że zasilacz elektroniczny ma stabilną moc wyjściową (zmiana mocy wyjściowej zasilacza elektronicznego jest mniejsza niż ±3%, podczas gdy napięcie sieci zmienia się o ±15%), w tych samych warunkach zmiana mocy wyjściowej tradycyjnego zasilacza elektromagnetycznego będzie większa niż 10%. Dlatego, aby spełnić wymagania dotyczące oświetlenia w obrębie zmian napięcia sieciowego, projektujemy luminary zawsze na podstawie dolnej granicy (-10%) zmiany napięcia. Gdy luma jest obsługiwana przy normalnym napięciu, napięcie wejściowe z sieci będzie o 10% większe niż nominalne napięcie luminy, co spowoduje przegrzanie lampy i skrócenie jej życia. Ale tego problemu nie będzie, jeśli użyjemy zasilacza elektronicznego, ponieważ jego stabilne napięcie wyjściowe może spowodować zmniejszenie napięcia wejściowego z sieci o więcej niż 10%.

2. Może oszczędzić wiele zasobów

Jest powszechnie znane, że tradycyjny elektromagnetyczny balast wymaga dużo silikonowego stali i lakiernego drutu oraz zużywa wiele z ograniczonych zasobów Ziemi. Zastosowanie balastu elektronicznego zmniejszy zużycie materiałów. Na przykład, balast CWA o mocy 400 W dla lampy MH wymaga 2,0 kg miedzi i 4,0 kg silikonowej stali, podczas gdy balast elektroniczny wymaga tylko 0,4 kg miedzi.

3. W porównaniu z tradycyjnym balastem elektromagnetycznym, balast elektroniczny ma doskonałe parametry zapłonowe

※ Moc wejściowa do lampy jest stabilna, wahania mocy wyjściowej balastu elektronicznego są mniejsze niż 3%, nawet gdy napięcie sieci zmienia się od 120 do 265 V. Jest to przydatne w zastosowaniach z dużymi wahaniami napięcia sieciowego.

Poniższy rysunek przedstawia charakterystykę obciążenia balastu elektronicznego dla lampy MH o mocy 150 W.

Z rysunku powyżej, podczas uruchamiania lampy, napięcie lampowe rośnie, a prąd lampowy maleje stopniowo. Wraz ze wzrostem napięcia lampowego, moc lampy również rośnie, a następnie pozostaje stała po osiągnięciu wartości nominalnej.

Dzięki stabilnej mocy lampy, mamy dwa dobre efekty:

• Stabilna moc lampy sprawia, że kolor lampy jest bardziej stały.

• Na podstawie charakterystyk lamp HID, w końcowej fazie życia lampy HID, różnica napięcia wewnątrz lampy będzie stopniowo wzrastać. Charakterystyka wyjściowa tradycyjnego elektromagnetycznego balastu jest stały-prąd, zmiana prądu lampowego jest bardzo mała, co powoduje zwiększenie mocy lampy. Zwiększenie mocy lampy ponownie zwiększa różnicę napięcia wewnątrz lampy, przez co życie lampy kończy się szybko. Ale jak wynika z rysunku powyżej, jeśli zastosujemy balast elektroniczny, podczas gdy napięcie lampowe rośnie stopniowo, prąd lampowy również maleje stopniowo, moc lampy pozostaje stała. Dlatego życie lampy jest dłuższe.

• PF>0,99, co zwiększy wydajność dostawy energii i obniży łączny koszt projektowania i instalacji linii transmisyjnej.

※ Całkowite zakłócenia harmonicznego prądu (THD) ≤10% są mniejsze niż w tradycyjnych elektromagnetycznych balastach (THD ≥15%), co pozwala zmniejszyć zanieczyszczenie sieci głównej.

※ Ponieważ balast elektroniczny używa prądu o wysokiej lub niskiej częstotliwości do zapalenia lampy, mocy wyjściowej lampy jest stała. Nie ma migotania i poprawia to efekt oświetlenia.

※ Układ zapalający lampy HID zwykle używa wysokiego napięcia do zapalenia lampy. Niektóre lampy o złej wydajności startowej lub te, które były już włączane kilka razy, są trudne do uruchomienia, zwłaszcza przy gorącym starcie. Tradycyjny układ oświetleniowy łatwo powoduje ‘pojawienie się efektu promieniowania - rozładowania łuku’ i nie może zapalić lampy przez długi czas. Może to uszkodzić elektrody lampy i skrócić jej żywotność. Elektroniczny balast opracowany przez naszą firmę pozwala pokonać ten problem. Wykorzystuje on impulsy przerywane do zapalenia lampy i eliminuje trudności związane z jej uruchomieniem. W tym samym czasie, gdy obwód wyjściowy jest skrócony lub obwód wyjściowy jest otwarty, lub wystąpi overheating, elektroniczny balast ma funkcję automatycznej ochrony. Zwiększa to niezawodność luminariów z elektronicznym balastem.

4. Elektroniczny balast może łatwo realizować wiele automatycznych kontroli, takich jak inteligentne sterowanie intensywnością światła, na podstawie charakterystyk żarówek. Zakres regulacji jasności dla lamp sodowych wynosi 40-100%, a dla lamp MH 50-100%. Jest to konieczne w wielu zastosowaniach oszczędzania energii poprzez kontrolę oświetlenia.

Istnieje wiele sposobów realizacji kontroli oświetlenia HID.

a. Testowanie sygnału ruchu za pomocą czujnika podczerwieni, np. w supermarketach, magazynach, stacjach paliw i parkingach itp.

b. Automatyczna kontrola mocy lampy przy użyciu czujnika światła, aktywowana przez światło naturalne lub inne sygnały świetlne do realizacji automatycznej kontroli mocy lampy. Ma zastosowanie w oświetleniu biur, fabryk, kopalń, rolnictwa i innych dziedzin.

c. Sterowanie czasowe dla oświetlenia drogowego, skonfigurowane z różnymi programami, aby realizować zmiany wydajności lumens w różnych okresach czasowych w ciągu dnia (24 godziny). Pozwala to oszczędzić dużo energii w oświetleniu dróg, ulic, tuneli itp.

d. Regulacja jasności ręcznie: Lampę HPS lub MH można również kontrolować w szerokim zakresie, dostosowując moc wejściową lampy ręcznie, aby osiągnąć płynną i ciągłą regulację.

5. Małe, lekkie i łatwe w instalacji

• Badania dotyczące niezawodności zasilaczy elektronicznych

Wraz z bardzo szybkim tempem rozwoju techniki elektronicznej, jakość komponentów elektronicznych nieustannie się poprawia, co podstawowo zapewnia niezawodność zasilaczy elektronicznych. Dlatego większość obwodów zapalających lamp fluorescentnych i oszczędzających energię została zastąpiona zasilaczami elektronicznymi. Aby móc używać zasilacza elektronicznego dla lamp HID, musimy zwiększyć jego niezawodność oraz stosunek wydajności/ceny.

W porównaniu z lampą naftową i oszczędzającą energię, lampa HID ma bardziej skomplikowany proces fizyczny. Musimy zrobić wszystko, co w naszej mocy, aby zrozumieć charakterystykę lampy HID przed zaprojektowaniem niezawodnego obwodu. Na przykład problem „rezonansu akustycznego” lampy HID, który powoduje niestabilne działanie podczas procesu uruchamiania, a nawet gasi lampę. Rozważamy następujące problemy:

1) Zachowanie stabilności mocy wyjściowej: Używanie prądu prostokątnego, aby zapewnić stabilność mocy wyjściowej i usunąć „rezonans akustyczny”.

2) Automatyczna ochrona przy niezawodnym działaniu balastu elektronicznego: Gdy obwód wyjściowy jest skrócony lub obwód wyjściowy jest otwarty, lub występują awarie lampy lub przegrzanie środowiska, balast elektroniczny ma funkcję automatycznej ochrony.

3) Stabilność mocy wyjściowej oznacza, że: a) Moc wyjściowa balastu nie ulega zmianie wraz ze zmianą napięcia sieciowego; b) Współpracując z istotnymi zmianami mocy wejściowej lampy w różnych okresach życia lampy HID, moc wyjściowa balastu nie ulega zmianie.

4) Zastosowanie przełączania przy zerowym napięciu (ZVS) i przełączania przy zerowym prądzie (ZCS), znacząco obniża stres napięciowy lub prądowy komponentów mocy.

5) Kontrolujemy podwyższenie temperatury produktu w granicach przepisowych. Projektujemy wewnętrzną strukturę termiczną elektronicznego balastu. Wybieramy rodzaj materiału o prawdziwej właściwości odparowania ciepła do odprowadzania ciepła z elektronicznego balastu.

• Stosunek wydajności do kosztu i perspektywy zastosowania elektronicznego balastu dla lampy HID

Dopiero po zrozumieniu wartości zastosowania, uwzględniając wskaźniki ekonomiczne oraz wagę zwiększenia niezawodności lampy HID, możemy zrealizować popularność lampy HID. Na przykładzie poniższa tabela przedstawia porównanie balastu indukcyjnego z elektronicznym balastem dla lampy sodowej o mocy 400W.

Z powyższych danych wynika, że można oszczędzić 204,00 JNB rocznie, co w tym samym roku pokrywa 78% kosztów. Związane korzyści ekonomiczne są znaczące.

Obecnie, istnieje 4 główne czynniki ograniczające popularność zastosowań lamp HID. Pierwszym jest niezawodność: projektant musi całkowicie pokonać zjawiska rezonansu akustycznego występującego w procesie uruchamiania. W porównaniu do obwodu tarasu lampek fluorescencyjnych, obwód tarasu lamp HID jest bardziej skomplikowany, a ilość jego komponentów znacznie większa niż w przypadku obwodu tarasu lampek fluorescencyjnych. Dlatego prawdopodobieństwo awarii komponentów jest znacznie wyższe. Ponadto wiele fabryk (lub firm) produkujących lampy HID stosuje różne standardy. To powoduje, że lampy mogą nie być zgodne z elektronicznym tarasem i obniża efektywność ich zastosowania. Producent elektronicznego tarasu musi ściśle wybierać komponenty oraz zwiększać niezawodność produktu. Drugim czynnikiem są warunki pracy elektronicznego tarasu: wymaga się temperatury otoczenia poniżej 55 ℃ oraz temperatury obudowy poniżej 75℃, aby zapewnić dłuższy żywot tarasu. Dlatego konieczne jest zaprojektowanie dobrego układu chłodzenia dla elektronicznego tarasu. Trzecim czynnikiem jest dyssypacja ciepła w przypadku tarasów o wysokiej mocy: to ważny czynnik wpływający na czas życia elektronicznego tarasu, który wymaga lepszego projektu tarasów o wysokiej mocy typu użytkowego. Ostatnim czynnikiem jest cena: pomimo że łączny efekt ekonomiczny jest znaczący, początkowe inwestycje są również wysokie, co utrudnia powszechne przyjęcie przez klientów. Ponadto wraz ze wzrostem niezawodności, cena również rośnie. Wierzymy, że wraz z szybkim rozwojem techniki elektronicznej, wspomniane wcześniej problemy będą kolejno rozwiązane, a elektroniczny taras lamp HID jako rodzaj produktu oświetleniowego „zielonego” będzie powszechnie przyjmowany przez wszystkich klientów.

Krótki podsumowanie

Zaletami elektronicznego balastu dla lamp HID są dobre parametry zapłonowe, wysoka oszczędność kosztów i zmniejszenie zanieczyszczeń sieci głównej. Wielce przyczyni się to do rozwoju inżynierii oświetlenia ekologicznego w Chinach i jest skutecznym krokiem w kierunku osiągnięcia celu oszczędności energii na poziomie 10% jak najszybciej. Dlatego wierzymy, że podobnie jak w przypadku balastów elektronicznych dla lamp oszczędzających energię i lamp fluorescentnych, balast elektroniczny dla lamp HID będzie szeroko stosowany w bardzo szybkim tempie. Zastosowanie balastu elektronicznego dla lamp HID (wytworzonego przez naszą firmę) w niektórych projektach oświetlenia autostradowych na rynkach krajowych i zagranicznych pokazuje, że balast elektroniczny nie tylko ma zaletę znaczącej oszczędności energii, ale także długotrwałości.

Odwołania:

1. Elektroniczny balast dla lamp HID z wysokoczęstotliwościową falą prostokątną, aby uniknąć rezonansu akustycznego

M. Ponce APEC 2001

2. <Poradnik kieszonkowy o balastach lamp o wysokiej mocy> ADVANCE